维生素与辅酶:修订间差异

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|硫胺素、抗脚气病维生素
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|TPP(焦磷酸硫胺素)
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|含有一个六元嘧啶环和一个五元噻唑环的有机物
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|肉类、绿叶蔬菜、谷物、麦片
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2025年2月19日 (三) 20:33的最新版本

维生素(vitamins)是动物维持正常功能所必需的一类有机化合物,需要量极小,但动物本身不能合成或合成量不足,必须从消化道中获得。各种维生素在化学结构上并无共同性,有脂肪族、芳香族、脂环族、杂环和甾类化合物等。

目前已知为人体所必需的维生素有 14 种,根据溶解度不同分脂溶性维生素和水溶性维生素两类。脂溶性维生素有维生素 A、维生素 D、维生素 E、维生素 K;水溶性维生素有硫胺素(B1)、核黄素(B2)、尼克酸(B3)、泛酸(B5)、吡哆醇(B6)、生物素(B7)、叶酸(B9)、钴胺素(B12)、硫辛酸和维生素 C。

脂溶性维生素

脂溶性维生素(fat-soluble vitamins)A、D、E、K 均是异戊二烯或异戊烯的衍生物。它们不溶于水,而溶于脂肪及有机溶剂中,均可在肝、脂肪等组织中贮存,因此只有长期摄入不足才会发生相应的缺乏症。食物中的脂溶性维生素通常与脂质共存,必须和脂类一起吸收,因此影响脂类消化吸收的因素(如胆汁酸缺乏)均可造成脂溶性维生素吸收减少,甚至引起缺乏症。

脂溶性维生素
维生素 别名 结构 化学本质 来源 功能 机理 缺乏症
VitA 抗干眼病维生素,视黄醇
(图片来自于网络,侵删)
类异戊二烯,由β-胡萝卜素合成而来 ① 主要来自动物性食物(人体不可合成),其中肝脏(特别是鱼的肝脏)、乳制品蛋黄中含量较多

② 植物不含VA,但含有β-胡萝卜素,以小肠黏膜处经β-胡萝卜素双加氧酶作用下,可生成 2分子视黄醇。但β-胡萝卜素在体内利用率较低

① 构成与暗视觉相关的感觉物质成分

② 具有脂溶性激素的特性

③ 维持上皮细胞的完整性

④ 促进生长发育和维持生殖功能

⑤ 促进免疫功能

⑥ 抗氧化和抗癌作用

⑦ 参与铁的转动

②与胞内受体结合,启动某些基因的表达,调节细胞生长分化,抑制角蛋白的合成

③参与糖蛋白和黏多糖的合成,对上皮细胞膜起稳定作用

④参与类固醇激素的合成,促进生长发育

⑤VA与核受体结合后对基因表达的调节可促进B细胞产生抗体、T细胞分泌淋巴因子

⑥VA和β-胡萝卜素都具有氧化作用,能清除自由基

⑦VA控制转铁蛋白的合成,从而控制铁从肝细胞转动至其他细胞

夜盲症、VitA缺乏症、干眼症
VitD 抗佝偻病维生素
(图片来自于网络,侵删)
类固醇衍生物

有两种形式:VD2(麦角钙化醇)和VD3(胆钙化醇)

① 动物性食物,植物性食物基本不含VD

② 酵母和植物油中含有能被人体吸收的麦角固醇,经紫外线照射后能转变为VD2

③ 人体内的胆固醇可转变成7-脱氢胆固醇,在皮下经紫外线照射后转化为VD3

①提高机体对钙、磷的吸收,使血浆钙和血浆磷的水平达到饱和程度。

②促进生长骨骼钙化,促进牙齿健全

③通过肠壁增加磷的吸收,并通过肾小管增加磷的再吸收;

④维持血液中柠檬酸盐的正常水平;

防止氨基酸通过肾脏损失。 

①1,25-(OH)2-VitD3与胞内受体(VDR)结合,受体入核,启动下游转录。

②维生素D3能诱导许多动物的肠黏膜产生一种专一的钙结合蛋白(CaBP),增加动物肠粘膜对钙离子的通透性,促进钙在肠内的吸收。

佝偻病(儿童)、VitD缺乏症、骨软化症
VitE 生育酚
(图片来自于网络,侵删)
一种酚类物质 ①豆类、蔬菜、植物油中含量丰富

②人体合成

① 促进垂体促性腺激素的分泌,促进精子的生成和活动,增加卵巢功能,卵泡增加,黄体细胞增大并增强孕酮的作用。

改善脂质代谢,降低TG(总甘油三酯)与TC(总胆固醇)

③对氧敏感,易被氧化,故可保护其他易被氧化的物质,如不饱和脂肪酸,维生素A和ATP等。减少过氧化脂质的生成,保护机体细胞免受自由基的毒害,充分发挥被保护物质的特定生理功能。

稳定细胞膜和细胞内脂类部分,减低红细胞脆性,防止溶血。缺乏时出现溶血性贫血。 

⑤大剂量可促进毛细血管及小血管的增生,改善周围循环。

亲脂性抗氧化剂 因VitE含量丰富,不易出现缺乏症. 认为一些贫血血小板增多症与维生素E缺乏有关。

同时,维生素E缺乏易引起生殖机能障碍(参见作用①),因此维生素E又称生育酚

VitK 凝血维生素
(图片来自于网络,侵删)
苯骈二氢吡喃的衍生物 VitK1:植物/动物的肝脏

VitK2:人体肠道细菌合成

VitK3:人工合成(临床常用,活性最高

VitK4:人工合成

①促进凝血

②增加骨密度

①参与凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的合成代谢

②正常骨骼中代谢所需的两种骨基质蛋白质(骨钙素BGP、骨基质蛋白MGP)是维生素K依赖的

不易出现缺乏症,缺乏时易出血

水溶性维生素

历史上,有多种物质如水腺嘌呤(维生素B4), 肌醇(维生素B8)也被并入水溶性维生素的行列, 而今已不被国际所认可与接受, 这里整理被广泛认可的水溶性维生素

水溶性维生素
维生素 别名 生物活性形式 结构 化学本质 来源 功能 机理 缺乏症
VitC 抗坏血酸
3- 酮基-L- 呋喃古洛糖酸内酯(另有烯醇式)

ps:仅L-抗坏血酸具有生物活性

水果蔬菜(如柑橘、柚子、韭菜、猕猴桃。)

(人体不可合成)

参与体内如抗氧化反应在内的诸多还原反应 自身可被氧化为氧化型维生素C(脱氢维生素C,相当于脱去了烯二醇结构的一个氢原子),起到还原剂的作用。 坏血病
VitB1 硫胺素、抗脚气病维生素 TPP(焦磷酸硫胺素)
含有一个六元嘧啶环和一个五元噻唑环的有机物 肉类、绿叶蔬菜、谷物、麦片 TPP作为诸多酶的辅酶参与α-酮酸的脱羧以及转酮反应(磷酸戊糖途径) 噻唑环上位于S原子与N原子之间的C原子,受周围吸电子基团的影响更容易释放氢形成碳负离子,参与亲核反应 外周神经炎、脚气病
VitB2 核黄素 FMN(黄素单核苷酸)、FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸)
核糖醇与7,8-二甲基异咯嗪组合而成 乳制品、肉类、叶绿素菜、谷物、麦片 作为各种黄素蛋白的辅酶参与生物氧化反应 异咯嗪环上的N1以及N5具有可逆的氧化还原特征 口角炎、舌炎、阴囊炎、皮疹、角膜血管增生、巩膜充血、婴幼儿生长迟缓
VitB3 维生素PP、抗赖皮病维生素 NAD+(辅酶Ⅰ)、NADP+(辅酶Ⅱ)
图示烟酸
烟酸、烟酰胺 ①体内色氨酸代谢产生(极少)

②食物:

①作为辅酶参与生物氧化

②细菌DNA连接酶是依赖还原型辅酶Ⅰ供能的 ③真核细胞内依赖于还原型辅酶Ⅰ的去乙酰化酶 ④催化蛋白质发生ADP-核糖基化的ADP-核糖基转移酶的辅酶

同维生素B2,烟酰胺的结构具有可逆的氧化还原特征 赖皮病
VitB5 泛酸、遍多酸 辅酶A(CoA=B5+PPi+巯基乙胺+3'-磷酸AMP)
α,γ-二羟-β,β-二甲基丁酸和β-丙酮酸通过酰胺键缩合而成的酸性物质 广泛存在于动植物中 生物代谢种脂酰基的载体 巯基具有高活性,可以搭载脂酰基
VitB6 - 磷酸吡哆醇、磷酸吡哆醛(PLP)、磷酸吡哆胺
图示吡哆醇
吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺 在动植物中分布广泛, 人体肠道细菌亦可合成 参与某些氨基酸的转氨(某些神经递质的合成)、消旋、脱羧、脱巯基以及糖原的磷酸化 转氨:磷酸吡哆醛先结合一个氨基酸,把氨基转移到自身的醛基上,转变为磷酸吡哆胺,释放出相应的α-酮酸。然后再结合另一个α-酮酸,把氨基转移过去,形成相应的氨基酸,自身又变成磷酸吡哆醛。 类似于赖皮病的皮炎?[1]
VitB7 VitH, 生物素, 辅酶R 生物胞素-由羧基与羧化酶赖氨酸残基的ε-NH2形成酰胺键从而被固定在酶分子上 (该反应由生物素蛋白连接酶催化)
带有戊酸侧链的噻吩与尿素骈合而成 动植物种广泛分布, 人体肠道细菌亦可合成 作为多种羧化酶的辅基参与CO2的固定
VitB9 叶酸[2] 5,6,7,8-四氢叶酸(FH4/TFH)
蝶酸和谷氨酸(n=1~6)缩合而成 绿叶中大量存在, 人体肠道细菌亦可合成 参与体内一碳单位(甲基 亚甲基 甲酰基 甲川基 亚胺甲基等)的转移 N5N10较为活泼,可连接并转移一碳单位 巨幼红细胞贫血
VitB12 钴胺素 氰钴胺素 脱氧腺苷钴胺素 羟钴胺素 甲基钴胺素
图示氰钴胺素
存在咕啉环的复杂有机物 只能由细菌和古菌合成, 但肝脏中储存较多 转甲基反应, 叶酸代谢, 变位反应 转甲基反应及叶酸代谢: 甲基钴胺素中钴离子与甲基形成共价键

变位反应: 活泼的C-Co键断裂形成自由基

恶性贫血 神经系统受损
  1. 在人类中未发现, 该症状在一些动物中发现
  2. 亦有他处将叶酸归为维生素B11.现已过时